Технология производства
Бензин — смесь горючих углеводородов, производное бензоидной кислоты. Слово «бензин» ввел немецкий химик Митчерлих в 1833 году.
Сырьем для него служит сырая нефть, состав которой различается в зависимости от месторождения. Это влияет не на качество топлива, а на технологический процесс. Бензин для двигателей внутреннего сгорания (ДВС) делают из легких фракций — светлых дистиллятов, — которые содержатся в составе сырья.
Различают нефть двух условных видов:
- «легкая» — с содержанием светлых дистиллятов 45–50%;
- «тяжелая» — с менее чем 45% светлых дистиллятов.
Чем «легче» нефть, тем меньше в нее входит примесей серы, соли и тем больше в процентном соотношении из нее получится горючего.
Бензин получают из нефти или смеси разных ее видов тремя методами: атмосферно-вакуумной перегонки, крекинга и риформинга.
Метод прямой перегонки
Простая установка атмосферно-вакуумной перегонки состоит из открытых и герметичных емкостей — баков, резервуаров — насосов, трубопроводов, теплообменников и нагревателей.
Технологический процесс:
- Первичный нагрев сырья до 100–130 °С.
- Обессоливание и обезвоживание.
- Нагрев до 200–250 °С.
- Отбензинивание — испарение и отвод легкой бензиновой фракции вместе с парами воды и газами с концом кипения 130–150 °С.
- Конденсирование паров в конденсаторе.
- Отделение от газа и воды.
- Обогащение антидетонационными и другими присадками.
Таким образом из сырья получается от 5% до 15% готового продукта.
При перегонке будущий бензин из нефти выпаривают, а остатки идут на производство пластика, мазута, масел.
Крекинг
В прямом переводе «крекинг»означает «расщепление». Сырье расщепляется на молекулярном уровне двумя способами:
- термический — нагревают до 500 °С под давлением;
- каталитический — нагревают до 400–500°С и добавляют катализаторы (алюмосиликаты).
Второй способ дает на выходе 50–60% готового продукта с октановым числом (ОЧ) 75–80.
Риформинг
Это крекинг, где сырьем служат низкооктановые бензины, в которые на последней стадии добавляют спирты. Получается этилированный бензин с ОЧ более 95.
Виды бензина
Этот вид горючего различают по назначению и по маркам. Показатель марки, в свою очередь, основан на октановом числе.
Автомобильный
Предназначен для ДВС легковых, грузовых автомобилей, а также стационарных и мобильных установок на их базе — генераторов, станков, насосов и т.д.
Обозначение:
- А — автомобильный — маркировка назначения;
- И — исследовательский — метод определения октанового числа;
- 92, 95, 98… — октановое число.
Важные параметры автомобильного топлива:
- содержание серы — чем ее больше, тем сильнее будут загрязняться детали и каналы;
- содержание свинца — чем его больше, тем более вредным получается выхлоп;
- наличие присадок — антидетонационные, «промывки», «зимние» — адаптируют топливо к условиям и добавляют полезных свойств.
Авиационный
Максимально очищенный и улучшенный АИ, который применяют для легкомоторной авиации.
Особенности:
- маркировка — Б, AvGas;
- октановое число — от 92 до 115;
- максимальная химическая стабильность по сравнению с АИ;
Сегодня авиабензин используют минимально, т.к. большие самолеты и истребители летают на керосине.
Бензин-растворитель
Вещество, в котором не повышают ОЧ, но используют его растворительные свойства. Например, для выделения необходимых веществ из масел, канифоли, озокерита. Обладает свойствами обезжиривания, является основой многих технических очистителей, промывок.
Требования к качеству бензина
Исчерпывающая информация о составе, физико-химических свойствах содержится в ГОСТ 32513-2013 «Топлива моторные. Бензин неэтилированный». Документ не толкует термин «качество», зато вполне точно описывает требования к составу и присадкам. ГОСТ определяет свойства топлива марки АИ с октановым числом 80, 92, 95, 98.
С точки зрения авторов документа, а также экологов наибольшую опасность представляют тетраэтилсвинец и другие металлосодержащие добавки. Упоминание об этом встречается в ГОСТ 32513−2013 в двух местах: в п. 1 «Область применения» и 4.5. «Присадки».
Не допускается применение металлосодержащих присадок (марганец, свинец, железо).
Тетраэтилсвинец — эффективная присадка, есть в свободной продаже в мелкой таре (от 20 мл), но запрещена к промышленному применению в моторном топливе.
Документ также регламентирует:
- октановое число по моторному и исследовательскому методам;
- концентрацию смол;
- массовую долю серы;
- индукционный период;
- процент содержания бензола;
- процент содержания углеводородов;
- внешний вид;
- плотность;
- содержание марганца, железа.
Совокупность свойств, отвечающих требованиям данного документа, и есть то, что мы в обычной жизни называем качеством.
Применение бензина
Данное вещество применяют в двух качествах:
- Как жидкое моторное топливо (ЖМТ) для двигателей внутреннего сгорания (ДВС).
- Как растворитель для лакокрасочных составов.
Бензин считается «сухим» веществом. В его составе не должно быть масел, но для использования в качестве ЖМТ допускается некоторый процент ГСМ для смазки поршней в камере сгорания.
Некоторые умельцы научились делать кустарное ЖМТ для атмосферных дизельных двигателей из смеси отработанного масла, очищенного бытовыми фильтрами для воды, с 10−20% бензина.
Какие марки бензина продают на АЗС?
Сегодня автозаправочные станции предлагают бензин трех основных марок в зависимости от октанового числа: АИ-92, АИ-95 и АИ-98. Для владельца автомобиля или установки на основе ДВС не имеет значения, каким способом получено топливо. Главное — его химический состав, а точнее, качество очистки от примесей, серы, свинца.
В России действуют такие нормы:
- массовая доля серы по ГОСТ 19121-73 — не более 0,1%;
- массовая концентрация свинца по ГОСТ 28828-90 — не более 0,013 г/дм3.
Также бензин подразделяется на «летний» и «зимний». Первый приспособлен для работы при повышенных температурах, второй — при пониженных. «Приспособлен» — значит, в него добавили специальные присадки, которые, например, вытесняют воду.
Третий показатель, по которому различают бензины на АЗС, — наличие присадок, улучшающих общие эксплуатационные свойства. Например:
- промывают топливную систему;
- растворяют нагар на поршнях;
- раскоксовывают поршневые кольца;
- очищают выхлопную систему;
- предупреждают образование нагара, сажи в катализаторе.
Такие продукты обычно имеют звучные маркетинговые названия вроде «Ultra», «Super», «Максимум» и т.п. — слова, которые каждый бренд разрабатывает и продвигает в рекламе.
Разумеется, концентрация таких присадок небольшая, от 5 или 10 литров такого бензина мало что изменится. Но если постоянно заправляться улучшенным топливом между ТО, это будет заметно по уменьшению расходов на запчасти, услуги по прочистке-промывке систем.